[发明专利]钢铁表面耐酸耐碱的复合有机保护膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁表面防护技术领域，特别涉及能够耐酸耐碱的一种钢铁表面 耐酸耐碱的复合有机保护膜的制备方法。

背景技术

为了防止钢铁零部件的腐蚀生锈，增加零部件的美观，传统方法一直沿用碱 性煮黑工艺、涂漆、喷塑等工艺。

钢铁材料表面的保护及装饰方法、种类很多，应用也很广。有利用电化学反 应的电镀；有利用氧化反应的发黑、磷化等。还有利用物理冶金方法的热浸镀金 属层(如热浸锌、热浸铝等)，及浸涂、喷涂各种漆等。在一些特别工况使用的 钢铁材料还可利用物理、化学方法的气相沉积，冷、热喷涂金属和金属化合物及 塑料。高温化学渗及离子注入某些元素如氮、硅、铝等在某些要求耐磨、耐蚀等 的工、模具及有些零部件上也得到应用。这些工艺普遍存在操作烦琐、劳动强度 大、生产成本高、环境污染严重、三废治理费用高等缺点。

利用钢铁工件本身余热形成有机保护膜的钢铁防锈(高分子)发黑(中国科 技成果)虽有研究如：JH-300、JH-200钢铁发黑剂系用于200以上的钢铁表面发 黑。依据热反应聚合机理使表面沉积一层黑色高分子保护膜，具有较强的防锈能 力。3％硫酸铜液滴2-3滴，10分钟无玫瑰色红斑；3％氯化钠溶液浸30分钟无锈 斑；5％草酸溶液滴2-3滴，8分钟无腐蚀斑点替代碱性发黑。该方法制备的有机 物保护膜，膜层薄而单一、疏松，虽有一定的防腐作用，一般仅用于代替高温碱 性发黑或常温发黑，用于工件库存保护，但不能满足工件耐酸、耐碱等重防腐的 室外保护要求。

因而，在本发明之前，由于不能用钢铁工件本身的余热得到致密、厚度大、 双层结构的保护膜，大大影响有机保护膜的外观和耐腐蚀性，致其缺少在室外复 杂腐蚀环境下实际应用的基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢铁表面耐酸耐碱的复合有机保护膜的制备方 法。其特征在于，包括如下步骤：

1)将水溶性环氧树脂、水性色浆，混合并搅拌均匀，制成水性环氧树脂成 膜液I，备用；

2)将水溶性丙烯酸树脂、水性色浆，混合并搅拌均匀，制成水性丙烯酸树 脂成膜液II，备用；

3)在所述两种成膜液中添加分散剂和耐蚀、耐热粉末材料；

4)实行两次成膜：

第一次成膜：将钢铁工件加热到200℃-600℃，保温20～30分钟，使其热 透，取出工件并浸入1％--10％的水性环氧树脂成膜液I中，停留10-30秒钟取出， 干燥，制成第一层环氧树脂保护膜。

第二次成膜：将已制成了第一层保护膜的钢铁工件重新加热到200℃-350 ℃，保温20-60分钟，取出工件并浸入10-20％的水性丙烯酸树脂成膜液II中， 停留10-20秒钟，取出并干燥，制成第二层丙烯酸保护膜。

所述水溶性环氧树脂或丙烯酸树脂∶水性色浆＝100∶2(重量比)

所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。

所述分散剂的用量，按重量比为树脂∶分散剂＝10∶(0.05-0.5)。

所述耐蚀、耐热粉末材料为云母粉、锌粉或铝粉，各种粉末粒度控制在1000 目-2000目；加入量，按重量比为树脂∶粉末＝10∶(0.01-2)。

所述水性色浆原料为碳黑、酞菁蓝、酞菁绿和氧化铁黑中至少一种。

本发明的钢铁有机保护膜可应用于各种钢铁零部件如：各种紧固件、弹簧类 零件、各种机械零件和其他工程钢铁构件等的短期室内外保护和长期室外保护， 从而大大拓展了钢铁有机保护膜的应用范围。

附图说明

图1钢铁表面耐酸、耐碱有机保护膜的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种钢铁表面耐酸耐碱的复合有机保护膜的制备方法。

图1所示，在钢铁基体1表面先附着在环氧树脂基体中掺有均匀分布的着色 剂和耐热、耐蚀粉末的内层2，接着附着在丙烯酸树脂基体中掺有均匀分布的着 色剂和耐热、耐蚀材料粉末的外层3；其中耐热、耐蚀材料优选为云母、锌或铝 的粉末，粉末粒度在1000-2000目范围。添加比例为每100克树脂中添加1-20 克所述耐热、耐蚀材料粉末。在两种成膜层中还添加分散剂和水性色浆材料。

上述分散剂为十二烷基苯磺酸钠；并将分散剂的用量控制为树脂∶分散剂(重 量比)＝10∶0.05-10∶0.5。